Sólidos suspendidos en licor mixto

Los sólidos suspendidos en licor mixto ( MLSS ) son la concentración de sólidos suspendidos en un tanque de aireación durante el proceso de lodos activados , que ocurre durante el tratamiento de aguas residuales . Las unidades de MLSS se miden principalmente en miligramos por litro (mg/L), pero para los lodos activados se miden mayormente en gramos por litro (g/L), que equivalen a kilogramos por metro cúbico (kg/m³). El licor mixto es una combinación de aguas residuales crudas o no decantadas, o aguas residuales predecantadas, y lodos activados dentro de un tanque de aireación. El MLSS se compone principalmente de microorganismos y materia suspendida no biodegradable. El MLSS es una parte importante del proceso de lodos activados para asegurar que haya una cantidad suficiente de biomasa activa disponible para consumir la cantidad aplicada de contaminante orgánico en todo momento. Esto se conoce como la relación alimento/microorganismo, más comúnmente denominada relación F/M. Al mantener esta relación en el nivel adecuado, la biomasa consumirá altos porcentajes del alimento. Esto minimiza la pérdida de alimento residual en el efluente tratado. En términos sencillos, cuanto más biomasa consume, menor será la demanda bioquímica de oxígeno ( DBO ) en la descarga. Es importante que el MLSS elimine la DQO y la DBO para purificar el agua y obtener aguas superficiales limpias, y posteriormente agua potable limpia e higiene. Las aguas residuales brutas ingresan al proceso de tratamiento de agua con una concentración de a veces varios cientos de mg/L de DBO. Al ser tratadas mediante cribado, presedimentación, procesos de lodos activados u otros métodos de tratamiento, la concentración de DBO en el agua puede reducirse a menos de 2 mg/L, lo que se considera limpio y seguro para descargar en aguas superficiales o para reutilizar el agua.

El peso total de MLSS dentro de un tanque de aireación se puede calcular multiplicando la concentración de MLSS (kg/m3) en el tanque de aireación por el volumen del tanque (m3).

Descripción general

Los sólidos suspendidos en licor mixto (MLSS) son responsables de eliminar la demanda bioquímica de oxígeno de una gran parte de los sólidos retenidos en el proceso de lodos activados dentro del tratamiento de agua . Constituyen la parte "activa" de dicho proceso. Los sólidos suspendidos en licor mixto son los sólidos que se encuentran bajo aireación . Los MLSS se miden filtrando un volumen conocido de la muestra de licor mixto, del mismo modo que se miden los sólidos suspendidos en aguas residuales. Parte de los MLSS pueden ser materiales inorgánicos, que en ocasiones pueden representar un porcentaje considerable de los sólidos presentes en las aguas residuales.

La ingeniería ambiental se centra en las partículas suspendidas en el agua y en el correcto funcionamiento de las plantas de tratamiento de agua. Por lo tanto, es importante medir la masa total de sólidos suspendidos (MLSS), así como la masa de materia orgánica suspendida en la unidad de lodos activados. Estas mediciones permiten a los ingenieros ajustar el caudal de lodo de retorno del clarificador secundario al reactor de tratamiento secundario . Esto garantiza que la materia orgánica de entrada se trate con la concentración adecuada de microorganismos.

Sólidos volátiles suspendidos en licores mixtos

La porción de los sólidos suspendidos en licor mixto (MLSS) que consume los nutrientes (en términos de DQO y DBO) se denomina sólidos volátiles suspendidos en licor mixto (MLVSS). La concentración de sólidos volátiles en una muestra de licor mixto estará compuesta principalmente por microorganismos y materia orgánica. Por lo tanto, la concentración de sólidos volátiles en licor mixto es aproximadamente igual a la cantidad de microorganismos presentes en el agua y puede utilizarse para determinar si hay suficientes microorganismos para purificarla.

Proceso de separación y eliminación

En el proceso de lodos activados, los sólidos suspendidos en el licor mixto (MLSS) se separan del agua tratada o purificada mediante sedimentación en un tanque de sedimentación. El exceso de lodo debe eliminarse del sistema.

Efectos en el tratamiento del agua

Si el contenido es demasiado alto

El proceso es propenso a la acumulación de sólidos y el sistema de tratamiento puede sobrecargarse.
Esto puede provocar una disminución del contenido de oxígeno disuelto, lo que puede reducir la eficiencia de la nitrificación y la sedimentabilidad del lodo.
Se requerirá una aireación excesiva, lo que supone un desperdicio de electricidad.

Esto creará una espuma espesa en la capa superficial superior.

Si el contenido es demasiado bajo

Es posible que el proceso no elimine suficiente materia orgánica de las aguas residuales.
La edad del lodo puede ser demasiado baja para permitir la nitrificación .

El rango de control típico para la concentración de MLSS es de 2 a 4 g/L para lodos activados convencionales, o de hasta 15 g/L para biorreactores de membrana .

Uno de los procedimientos de control más sencillos para sistemas de lodos activados es el método de Sólidos Suspendidos en Licor Mixto Constante (MLSS). En este método, el operador selecciona una concentración de MLSS determinada o un rango de concentraciones de licor mixto que produzca el mejor efluente y la mayor eficiencia de remoción. Este valor o rango específico debe calcularse en función de la carga de DQO o DBO [kg/d]. Una vez que el operador encuentra la concentración óptima de MLSS para cada planta, intenta mantener este valor ajustando la tasa de purga o exceso de lodos. Una regla general para sistemas de lodos activados es que por cada libra de DBO removida en el sistema secundario, se genera media libra de sólidos nuevos mediante la reproducción de los organismos y la adición de nuevos organismos provenientes de los desechos de entrada. Por lo tanto, el operador intenta purgar la cantidad adecuada de sólidos para mantener constante la concentración óptima de licor mixto seleccionada. Si la concentración de MLSS supera la concentración deseada, se deberá iniciar o aumentar la purga del exceso de sólidos. Si la concentración de MLSS está por debajo del nivel de concentración deseado, se debe reducir o detener el vertido.

Cálculos

MLSS (g/L) = SV [mL/L]/SVI [mL/g] o SVI [mL/g] = SV30 [mL/L]/MLSS (g/L)

Donde: SVI = índice de volumen de lodos (mL/g) SV30 = Volumen de sólidos sedimentados por 1 litro después de 30 minutos

De hecho, el SVI es un cálculo que se obtiene a partir de dos análisis : SV30 y MLSS.

0=(Q+Q _r )(X')-(Q _r X' _r +Q _s X' _r )

Donde: Q = caudal de aguas residuales (m³ ^/ d) Q _r = caudal de lodos de retorno (m³ ^/ d) X' = MLSS (kg/m³ ⁾ X ' _r = concentración de lodos de retorno (kg/m³ ⁾ Q s ₌ caudal de excedente (o exceso) de lodos (m³ ^/ d)

Esta fórmula de equilibrio para tanques de sedimentación se calcula principalmente para caudales iniciales en m³/h. Esta fórmula describe que la cantidad de MLSS que ingresa a un sedimentador debe ser equivalente a la cantidad de MLSS que sale a través del flujo de lodo de retorno. Este equilibrio solo es válido si el agua de efluente contiene una baja concentración de sólidos en suspensión. En condiciones normales, la cantidad en exceso es muy baja en comparación con la cantidad de retorno, y por esa razón muchas veces se desprecia. En ese caso, la fórmula será : (Q + Q _r )(X') = (Q _r X' _r )

Referencias

Fuentes

Davis, Mackenzie Leo y David A. Cornwell. Introducción a la ingeniería ambiental. Dubuque, IA: McGraw-Hill Companies, 2008. Impreso.
Gray, NF. Biología del tratamiento de aguas residuales. Londres: Imperial College, 2004. Impreso.
Davis, Mackenzie Leo y David A. Cornwell. Introducción a la ingeniería ambiental. Boston, MA: WCB McGraw-Hill, 1998. Impreso.
http://www.cee.mtu.edu/~nurban/classes/CE3502/spring12/modelreports/MLSSreport.pdf
http://ragsdaleassociates.com/WastewaterSystemOperatorsManual/Chapter%208%20-%20Activated%20Sludge.pdf